سلام و ممنون از اين تاپيك مفيد و مهم!!!
اثر دوپلر چيست؟ در واقع تفاوت بسامد ارسالي منبع و بسامد دريافتي مقصد در هر نوع موجي رو بهش ميگن اثر دوپلر! يعني هم در موج هاي مكانيكي (مثل صوت) مشاهده ميشه، هم در موج هاي الكترومغناطيسي (در تمامي طول بسامد از راديويي تا گاما) و هم هر نوع موج ديگري!
اما در نجوم بيشتر و بهتر ميشه گفت كلا با اثر دوپلر در موج الكترومغناطيس يا همان نور سر و كار داريم!
شيوه تشخيص اين پديده در نجوم طيف نگاري نور رسيده است بدين شكل كه نوري كه از جسم سياهي با دمايي مشخص ساطع ميشود(شكل1) در مواجهه با اتم و مولكول هاي بين راه تا رسيدن به ما (جو ستاره، جذب ميان ستاره اي و...) طي جذب و بازتابش، تعدادي از فوتون ها (با توجه به نوع مواد بين راه) جذب شده و در مسيري غير از مسير قبلي بازتابش ميشوند و اين باعث ميشود تا در بخش هايي از شكل1 با كدري در طيف(سقوط زياد شدت در نمودار) مواجه شويم!(شكل2) با مشاهده اين طيف ها و مقايسه الگوي خطوط كدر در طيف ها پي به جنس مواد بين راه ميبرند. در انتها اختلاف ميان طول موج واقعي كدري و طول موج رصد شده را به عنوان اختلاف طول موج (با ضريبي، اختلاف بسامد) معرفي ميكنند! البته احتمال دارد اثر زيمان هم بر دشواري كار بيافزايد كه در جايي ديگر به توضيح اين پديده هم خواهيم پرداخت.
شكل1
شكل2(خطوط جذبي اتم هيدروژن)
علل اين اختلاف بسامد در چيست؟
1) حركت شعاعي ستاره (سرعت واقعي ستاره نسب به خورشيد كه ميتونه به سمت ناظر جابجا بشه(آبي گرايي) يا از آن دور شود(قرمز گرايي)
2) انبساط عالم (بدون حركت ستاره با افزايش مقياس فضا زماني(طول همراه)، فاصله اي كه نور بايد طي كند بيشتر ميشود در حالي كه مقياس زمان ثابت است!!! "فكر كنم خيلي جاي سؤال داره!!!")(قرمز گرايي)
3) اثر گرانش بر انرژي فوتون (فوتون براي خروج از سطح يك مقيد كننده و رسيدن به بينهايت بايد انرژي مصرف كند! در اجسام عادي اين اتفاق با كاهش سرعت و انرژي جنبشي محقق مي شود در حالي كه سرعت فوتون ثابت است پس از بسامد فوتون كم ميشود چون داريم:
E = hf كه E انرژي فوتون، h ثابت پلانك و f بسامد فوتون است)(قرمزگرايي)
در هرمورد با توجه به مقياس هاي نجومي هر قرمز گرايي رو به تقريب خوبي حاصل يكي از دلايل بالا ميگيرند و محاسباتي انجام ميدهند مثلا:
در فاصله هاي بسيار دور عامل سرعت واقعي در مقابل انبساط عالم ناچيز است پس از آن براي محاسبه سرعت رشد عالم استفاده ميكنند!
در فواصل نزديكتر انبساط عالم تأثير كمتري دارد و به تقريب كل آن را حاصل از سرعت واقعي ميدانند!
در مورد اجرام به شدت سنگين هم همه اين تفاوت را از اثر گرانشي فرض ميكنند!!!